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个人简历

2021 – 至今： 中国科学院化学研究所，项目研究员，博士生导师

2015 – 2020：卡内基梅隆大学，化学，博士后 （导师：Yisong Guo）

2008 – 2014：伊利诺伊大学香槟分校，生物物理与计算生物学博士（导师：Eric Oldfield）

2004 – 2008：北京大学，元培计划试验班，物理学学士

 

招生信息

       主要工作地点在怀柔科学城。每年有1-2个研究生招生名额，招收专业为物理化学（三年制学术型硕士，可在第二年结束时硕博连读）、材料与化工（三年制专业型硕士，一般不转博）。欢迎化学、物理、材料、电子工程、环境、化工、大气科学、地学、分子生物学等相关背景的同学加入，尤其欢迎具备磁共振、光谱学、理论与计算化学等相关方向科研经验者。

       有意报考研究生或做博士后的同学请发送简历至jikunli@iccas.ac.cn咨询（本科或硕士起点报读的同学还需发送成绩单）。硕士起点申请考核制的博士名额特别稀缺，请尽量在研究生推免工作开始前（每年6-7月）咨询。

       招生宣讲视频：https://www.bilibili.com/video/BV1QM4y1i7qD

 

科研简介

       主要研究电子顺磁共振及固态核磁、动态核极化等高级磁共振技术，以及这些技术在环境与能源相关的光催化、自由基化学、过渡金属化学中的应用。

       电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance，EPR、ESR或EMR）是我们研究中采用的主要技术，它可以直接探测样品中顺磁性（含有未成对电子）的物种，并对其进行原子—分子层次上的分析，解析空间结构、成键、稳态动态性质等。它具备对化学物种的选择性，对样品的非破坏性、原位观测能力、较高的灵敏度，所以适合探究氧化还原机制、掺杂与缺陷、表界面相互作用等。它在自由基化学、过渡金属化学、环境化学、分子磁学、半导体、自旋电子学、量子信息等诸多领域有较为重要的应用。主要包括连续波（CW-EPR）、脉冲（pulse EPR）、时间分辨（TR-EPR）、电子—原子核双共振（ENDOR）、电子—电子双共振（ELDOR）等多种子技术。

       目前具体研究内容包括：

       1. 含第一过渡系金属活性位点的光催化材料的机理研究。光催化材料在环境污染物处理、能源转化等领域有重要意义，近年来光催化与过渡金属催化的融合也受到越来越多的关注。我们感兴趣的主要是无机半导体和分子催化剂，尤其是过渡金属处于单原子或小团簇形态的情况，如金属—有机框架（MOF）与单原子催化剂（SAC）。我们将理论与实验结合，基于EPR、UV-Vis、FTIR、NMR、XAFS、XPS等多种谱学实验手段，以及光化学理论、配位场理论、量子化学计算等理论模型和数值方法，探测过渡金属中心的价态和配位结构变化，捕捉反应中间体并解析其化学本性与结构，分析电子、空穴的形成、转移和动态过程。最终阐明催化机理，为催化剂的理性设计提供科学依据。

       2. 有机凝聚态的多相光化学与自由基化学研究。有机半导体、碳材料与类碳材料、环境中的颗粒物，乃至生物分子聚集体等体系，都属于有机凝聚态。它们的化学过程，涉及生态环境中碳、氮、磷、硫等元素的循环，以及光、热、化学能等能量形式的转化，乃至化学信号的流动。有机结构的多样性，使得有机凝聚态中的激子和载流子（往往以自由基形式存在）所处化学环境极其多样，稳态电子结构可能性繁多，可调控性强，而动态的行为模式非常丰富。光生载流子/激子的转移与转化过程，伴随的原子转移，及其与界面上的水、活性氧、活性氮等要素的相互作用，存在大量尚未厘清的多相化学机制。我们面向污染物的演化和治理、碳排放相关的多相催化、量子信息科学等应用场景，利用高级磁共振手段分析化学结构，阐明化学机制，为污染治理、节能减排、绿色能源、自旋电子学等领域提供重要的科学信息。

       3. 高级磁共振实验与计算技术的发展。传统上，脉冲EPR、DNP等高级磁共振技术的发展主要得益于分子生物学应用领域的推动，而在材料科学的研究中的应用相对滞后。我们结合光催化与环境化学领域的需求进行探索，改进和创造新型磁共振实验方法学，包括样品处理、脉冲序列、波谱测量技术等。同时，磁共振实验和理论化学（尤其是化学动力学）及科学计算密不可分，数据处理与模拟，从第一性原理出发计算化学物种的光谱学参数，以及通过合适的理化模型描述半导体中极化子自旋态的演化，这些计算方法的开发和应用，也是我们磁共振研究的重要环节。

科研条件

       目前中科院化学所配备有一台Bruker E500-T型X波段EPR谱仪，可开展室温到液氦温度下的CW-EPR和TR-EPR工作。预期于2023年底，还将于北京怀柔国家综合性科学中心的分子交叉科学研究平台，部署具备多波段、脉冲、双共振、任意波形发生器等多种实验能力的先进EPR仪器。

       同时，该磁共振子平台还将配备高场液态核磁共振、高场动态核极化等高端磁共振设备。国家综合性科学中心还将建设国内第一台第四代同步光源等先进的大科学装置。

 

论著

2021年至今

11. Peng F, Xiang J, Qin H, Chen B, Duan R, Zhao W, Liu S, Wu T, Yuan W, Li Q, Li J*, Kang X*, Han B*, Selective Electrochemical Oxidation of Benzylic C–H to Benzylic Alcohols with the Aid of Imidazolium Radical Mediators, J. Am. Chem. Soc., 2023, 10.1021/jacs.3c09907

10. Yang S, Liu W, Guo J, Yang Z, Qiao Z, Zhang C, Li J, Xu J, Zhao N, Direct and Catalyst-Free Ester Metathesis Reaction for Covalent Adaptable Networks. J. Am. Chem. Soc., 2023, 145:20927. DOI: 10.1021/jacs.3c06262

9. Xu S, Wu H, Liu S, Du P, Wang H, Yang H, Xu W, Chen S, Song L, Li J, Shi X, Wang ZG, A supramolecular metalloenzyme possessing robust oxidase-mimetic catalytic function. Nat. Commun., 2023, 14:4040, DOI: 10.1038/s41467-023-39779-6

8. Jia T, Meng D, Duan R, Ji H, Sheng H, Chen C, Li J*, Song W*, Zhao J*, Single-Atom Nickel on Carbon Nitride Photocatalyst Achieves Semihydrogenation of Alkynes with Water Protons via Monovalent Nickel. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62:e202216511, DOI: 10.1002/anie.202216511

7. Liu T, Deng C, Meng D, Zhang Y, Duan R, Ji H, Sheng H, Li J, Chen C, Zhao J, Song W, Aligning Metal Coordination Sites in Metal–Organic Framework-Enabled Metallaphotoredox Catalysis. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, 15:5139, DOI:10.1021/acsami.2c18378

6. Tuo D, Tang S, Jin P, Li J, Wang X, Zhang C, Ao Y, Wang Q, Wang D, π-pimer, π-dimer, π-trimer, and 1D π-stacks in a series of benzenetriimide radical anions: Substituent-modulated π interactions and physical properties in crystalline state. CCS Chem. 2022, DOI: 10.31635/ccschem.022.202202167

5. Zhang P, Kang X, Tao L, Zheng L, Xiang J, Duan R, Li J, Chen P, Xing X, Mo G, Wu Z, Han B. A New Route for the Rapid Synthesis of Metal-Organic Frameworks at Room Temperature. CCS Chem. 2022, DOI: 10.31635/ccschem.022.202202155

4. Wang S, Wu L, Li J*, Deng C, Xue J, Tang D, Ji H, Chen C, Zhang Y*, Zhao J. In Situ Observation of Hot Carrier Transfer at Plasmonic Au/Metal-Organic Frameworks (MOFs) Interfaces. Chem. Eur. J.2022, e202200919.

3. Xie S, Li Y, Sheng B, Zhang W, Wang W, Chen C, Li J*, Sheng H*, Zhao J. Self-reconstruction of paddle-wheel copper-node to facilitate the photocatalytic CO2 reduction to ethane. Applied Catalysis B: Environmental2022; 310:121320.

2. Zhao H, Zhang C, Liu G, Li J, Yang B, Ma H, Zhang X, Wang D. Crosslinking of Trans-1,4-polyisoprene by γ-ray radiation. Polymer Degradation and Stability2022, 197:109869.

1. Wang L, Li J, Xiang J, Cui J, Tang Y. Kinetic characterization of a slow chemical exchange between two sites in N,N-dimethylacetylamide by CEST NMR spectroscopy. Chinese Chemical Letters2022, 33:4335.

2021年以前代表作

10. Li J#, Liao HJ#, Tang Y, Huang JL, Cha L, Lin TS, Lee JL, Kurnikov I, Kurnikova M*, Chang WC*, Chan NL*, Guo Y*. Epoxidation Catalyzed by the Non-Heme Iron- and 2-Oxoglutarate-Dependent Oxygenase AsqJ: Mechanistic Elucidation of Oxygen Atom Transfer by a Ferryl Intermediate. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142(13):6268-6284

9. Liao HJ#, Li J#, Huang JL, Davidson M, Kurnikov I, Lin TS, Lee JL, Kurnikova M*, Guo Y*, Chan NL*, Chang WC*. Insights into the Desaturation of Cyclopeptin and Its C3 Epimer Catalyzed by a Non-Heme Iron Enzyme: Structural Characterization and Mechanism Elucidation. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57(7):1831-1835

8. Guo Y*, Chang W-C*, Li J, Davidson M. Non-Heme Mono-Iron Enzymes: Co-Substrate-Independent Dioxygen Activation, in Que L. et al (Eds.), Comprehensive Coordination Chemistry III. 2020, Elsevier Ltd., DOI: 10.1016/B978-0-12-409547-2.14905-4

7. Guo Y*, Li J. Bioinorganic Spectroscopy of Iron Sulfur Proteins – an Overview, in Ronault T. (Ed.), Iron-Sulfur Clusters in Chemistry and Biology: Characterization, Properties and Applications. 2017, Walter de Gruyter GmbH, DOI: 10.1515/9783110480436-004

6. Chang WC*, Li J, Lee JL, Cronican AA, Guo Y*. Mechanistic Investigation of a Non-Heme Iron Enzyme Catalyzed Epoxidation in (-)-4′-Methoxycyclopenin Biosynthesis. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138(33):10390-10393

5. Li J, Feng X, Zhu W, Oskolkov N, Zhou T, Kim BK, Baig N, McMahon MT*, Oldfield E*. Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) Agents: Quantum Chemistry and MRI. Chem. Eur. J. 2016, 22(1):264-271

4. Guerra F, Wang K, Li J, Wang W, Liu YL, Amin S, Oldfield E*. Inhibition of the 4Fe–4S Proteins IspG and IspH: an EPR, ENDOR and HYSCORE Investigation. Chem. Sci. 2014, 5(4):1642-1649

3. Li J#, Wang K#, Smirnova TI, Khade RL, Zhang Y, Oldfield E*. Isoprenoid Biosynthesis: Ferraoxetane or Allyl Anion Mechanism for IspH Catalysis? Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52(25):6522-6525

2. Wang W, Li J, Wang K, Smirnova TI, Oldfield E*. Pyridine Inhibitor Binding to the 4Fe-4S Protein A. aeolicus IspH (LytB): a HYSCORE Investigation. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133(17):6525-6528

1. Wang W, Li J, Wang K, Huang C, Zhang Y, Oldfield E*. Organometallic Mechanism of Action and Inhibition of the 4Fe-4S Isoprenoid Biosynthesis Protein GcpE (IspG). Proc. Natl. Acad. Sci. 2010, 107(10):11189-11193